JP3543210B2 - 波形観測装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルオシロスコープのような波形観測装置に関し、詳しくは出力波形の予め定めた所定の範囲を基準として、この基準範囲に対して任意に定める測定範囲の大きさを表示する様にし、波形観測の容易化を図った装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４はディジタルオシロスコープ（以下、ＤＳＯという）のような波形観測装置の従来例を示すブロック構成図である。図において、測定対象からの測定信号がセンサアンプ（図示せず）から出力され、Ａ／Ｄ変換器１に入力されると同時にトリガ発生回路２にも入力される。所定のトリガ条件（予め定めた電圧など）が成立するとトリガ発生回路２はトリガ信号を発生し、データ取込制御回路３に入力する。
【０００３】
データ取込制御回路３はトリガ発生回路２からのトリガ信号に従ってＡ／Ｄ変換されたディジタルデータをメモリ４に書込む。表示制御回路５はメモリ４に書き込まれたデータを読み出して表示データに変換後、表示部６に入力する。表示部６は入力されたデータを表示手段により波形として表示する。
【０００４】
カーソル制御回路７にはメモリ４に格納された測定信号を元に表示部６の指定された任意の個所にカーソルを移動させる。表示部６の所定の個所にはカーソルの位置の電圧やその電圧発生時の時間が表示される。
【０００５】
図５に図４に示すカーソル制御回路７の詳細を示す。カーソル制御回路７はロータリエンコーダ８からの出力をパルス列変換回路９で時間データに変換後、時間データを元にメモリ４からデータを読み込み電圧データに変換して表示部６に出力する。
【０００６】
図６はこのような従来のＤＳＯに矩形波を入力し、一対のカーソルを用いて任意の個所の電圧を表示したものである。なお、この画面の横幅の分解能は例えば１×１０４ポイントとし、（イ）で示す点がアース点（電圧ゼロ）、（ロ）で示す点がトリガポイントであるとする。
【０００７】
図６ではカーソルａはトリガポイント（ロ）から１０ポイント離れた所にあり、その位置の電圧が５．２Ｖであることを示している（Ｔ１で表示した部分）。カーソルｂはトリガポイント（ロ）から右側に２２６０ポイント離れた所にあり、その位置の電圧が６Ｖ（Ｔ２で表示した部分）、カーソルａとカーソルbの間のポイント差（時間幅）は２２５０ポイント、電圧差は８００ｍＶであることを示している（ΔＴで表示した部分）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなＤＳＯを用いて例えば自動車エンジンの点火時期を測定する場合がある。図７はエンジン２０のシリンダ２２内のピストン２６の移動に関連して変化する圧力を測定している状態を示す概略構成図で、測定センサ（例えば圧電素子）２１がシリンダ２２内に配置された点火プラグ２３の座金部に取付けられており、燃焼圧で点火プラグ２３が押され荷重が変化すると電荷としてセンサアンプ２４に入力されるようになっている。
【０００９】
センサアンプ２４では電荷を電圧に変換しＤＳＯ２５に入力し、ＤＳＯ２５は電圧波形として表示部６（図４参照）に表示する。
エンジンの性能をよくするためには圧縮比を上げたり、回転数をあげて点火時期を早めることで混合気を速く燃焼させる必要がある。しかし燃焼を速めようとすると、ノッキングが発生し正常動作をしなくなる。
【００１０】
従ってノッキング現象を検出し、ノッキング発生寸前の状態で動作させれば混合気を最も効率的に燃焼させることができる。ノッキング現象の検出に際しては、エンジン回転パルスを外部サンプルとして入力すると共にエンジン内の圧力を測定し、燃焼サイクル内の状態を観察する。ノッキングの測定時にはＤＳＯの横軸がサンプルクロック数、縦軸が圧力となる。
【００１１】
図８はＤＳＯで観測される波形の一例を示すもので、縦軸を電圧（センサアンプ出力）、横軸をサンプリング時間またはクロック数（外部クロック入力時）としている。実際の物理量では縦軸は圧力、横軸はクランク角であり（イ）で示す下死点から次の下死点（ロ）までが−１８０°〜１８０°に相当する。
【００１２】
観測したいのは、ノッキング発生時のクランク角なので、ＤＳＯのカーソル測定で得られる時間またはクロック数から次式によりクランク角に変換する。
（カーソル測定間のクロック数／１周期のクロック数）×３６０° …▲１▼
この計算はオペレータが予め一周期に相当するクロックを測定しておき、以降測定毎に手計算により▲１▼式を適用して角度を求めている。
【００１３】
しかしながら、実際の測定中に式▲１▼を用いて計算を行うというのは、煩わしくまた、計算ミスにより測定結果に誤りが生じる恐れがあるという問題があった。
本発明の目的は▲１▼式の計算をＤＳＯ内部で自動的に行うことにより、カーソル測定の結果が直接測定対象の次元となるようにして、測定の容易化を図った観測装置を提供することにある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このような目的を達成するために本発明では、
測定対象からの出力をクロック信号により取込んでその出力波形を表示画面に表示し、一対の測定カーソルを用いて前記表示された出力波形の所定の範囲の時間差および前記一対の測定カーソルで指定されたそれぞれの部分の電圧や電圧差を表示するようにした波形観測装置において、
前記一対の測定カーソルに加えて前記出力波形の所定の範囲を表示する一対の基準カーソルを設けると共に、この一対の基準カーソルの範囲の時間データを基準として前記測定カーソル間の範囲の時間データを測定対象の物理量に変換した数値を前記表示画面に表示するように構成したことを特徴とするもので、前記クロック信号を外部クロックとし、基準カーソルの所定の範囲を出力波形の一周期としたことを特徴としている。
また、測定対象の物理量は、角度を単位とすることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は上記従来例で説明したＤＳＯのうち図４に示す測定カーソル制御回路７に基準カーソル制御回路１２を付加した本発明の実施の形態の１例を示すものである。
図において、カーソル制御回路７はロータリエンコーダ８からの出力をパルス列変換回路９で時間データに変換後、選択回路１０で決定された測定カーソル制御回路７ａまたは基準カーソル制御回路１２に送る。基準カーソル制御回路１２が選択された場合は、時間データと基準値発生回路１１から入力された数値を作業用メモリに数値として保持する。
【００１６】
その場合、図８に示すような、クランクの回転角に応じた出力波形を測定するのであれば、クランクの１回転を３６０°としてその角度を１サイクルとして基準カーソルの幅を定める。即ち、図２に示すように測定波形のどこからどこまでが何度に相当するかを基準カーソルと数値入力ノブを使用してＤＳＯに指示することで行う。
【００１７】
次に、測定カーソル制御回路７が選択された場合は、時間データを元にメモリ４からデータを読み込み電圧データに変換する。そして、測定カーソル制御回路７ａは時間データおよび基準カーソル制御回路１２が保持する基準時間データと基準数値に従って前述の▲１▼式の演算を行って角度データに変換後、 最終的に電圧データ、角度データを表示データに変換して表示する。
【００１８】
図３は一対の基準カーソルＲ１、Ｒ２が波形の１サイクルに対応する位置に固定され、Ｒ１を０°、Ｒ２を３６０゜としたとき測定カーソルＭ１が７２６．１０°の位置にあり、測定カーソルＭ２が１２０６．１０°の位置にあることを示し、測定カーソルＭ１とＭ２の間が４８０．００°であることを示している。
図８に示すような、クランクの回転角に応じた出力波形を測定するのであれば、クランクの１回転を３６０°としてその角度を１サイクルとして基準カーソルＲ１、Ｒ２の幅を定め、測定カーソルの一つを波形の１サイクルの０°に対応する位置に置き、他の一つを任意の位置（例えばノッキングが発生した位置）に合わせれば、クランクの回転が何度のときにノッキングが発生するかを手計算をすること無しに知ることができる。
【００１９】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一対の測定カーソルに加えて前記出力波形の所定の範囲を表示する基準カーソルを設けると共に、この基準カーソルの範囲を基準として前記測定カーソル間の範囲を前記表示画面に表示するように構成した。その結果、測定の容易化を図った観測装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカーソル制御回路の構成を記すブロック図である。
【図２】波形の１サイクルと角度の関係を示す図である。
【図３】本発明に係る基準カーソルと測定カーソルの関係を示す図である。
【図４】従来の波形観測装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のカーソル制御回路の構成を記すブロック図である。
【図６】従来の波形観測装置の波形と測定カーソルの関係を示す図である
【図７】エンジンのシリンダ内の圧力を測定している状態を示す概略構成図である。
【図８】波形観測装置で観測される波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ Ａ／Ｄ変換器
２ トリガ発生器
３ データ取込制御回路
４ メモリ
５ 表示制御回路
６ 表示部
７ カーソル制御回路
８ ロータリーエンコーダー
９ パルス列変換回路
１０ 選択回路
１１ 基準値発生回路
１２ 基準カーソル制御回路
２０ エンジン
２１ センサ（圧伝素子）
２２ シリンダ
２３ 点火プラグ
２４ センサアンプ
２５ 波形観測装置（ＤＳＯ）
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルオシロスコープのような波形観測装置に関し、詳しくは出力波形の予め定めた所定の範囲を基準として、この基準範囲に対して任意に定める測定範囲の大きさを表示する様にし、波形観測の容易化を図った装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４はディジタルオシロスコープ（以下、ＤＳＯという）のような波形観測装置の従来例を示すブロック構成図である。図において、測定対象からの測定信号がセンサアンプ（図示せず）から出力され、Ａ／Ｄ変換器１に入力されると同時にトリガ発生回路２にも入力される。所定のトリガ条件（予め定めた電圧など）が成立するとトリガ発生回路２はトリガ信号を発生し、データ取込制御回路３に入力する。
【０００３】
データ取込制御回路３はトリガ発生回路２からのトリガ信号に従ってＡ／Ｄ変換されたディジタルデータをメモリ４に書込む。表示制御回路５はメモリ４に書き込まれたデータを読み出して表示データに変換後、表示部６に入力する。表示部６は入力されたデータを表示手段により波形として表示する。
【０００４】
カーソル制御回路７にはメモリ４に格納された測定信号を元に表示部６の指定された任意の個所にカーソルを移動させる。表示部６の所定の個所にはカーソルの位置の電圧やその電圧発生時の時間が表示される。
【０００５】
図５に図４に示すカーソル制御回路７の詳細を示す。カーソル制御回路７はロータリエンコーダ８からの出力をパルス列変換回路９で時間データに変換後、時間データを元にメモリ４からデータを読み込み電圧データに変換して表示部６に出力する。
【０００６】
図６はこのような従来のＤＳＯに矩形波を入力し、一対のカーソルを用いて任意の個所の電圧を表示したものである。なお、この画面の横幅の分解能は例えば１×１０４ポイントとし、（イ）で示す点がアース点（電圧ゼロ）、（ロ）で示す点がトリガポイントであるとする。
【０００７】
図６ではカーソルａはトリガポイント（ロ）から１０ポイント離れた所にあり、その位置の電圧が５．２Ｖであることを示している（Ｔ１で表示した部分）。カーソルｂはトリガポイント（ロ）から右側に２２６０ポイント離れた所にあり、その位置の電圧が６Ｖ（Ｔ２で表示した部分）、カーソルａとカーソルbの間のポイント差（時間幅）は２２５０ポイント、電圧差は８００ｍＶであることを示している（ΔＴで表示した部分）。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このようなＤＳＯを用いて例えば自動車エンジンの点火時期を測定する場合がある。図７はエンジン２０のシリンダ２２内のピストン２６の移動に関連して変化する圧力を測定している状態を示す概略構成図で、測定センサ（例えば圧電素子）２１がシリンダ２２内に配置された点火プラグ２３の座金部に取付けられており、燃焼圧で点火プラグ２３が押され荷重が変化すると電荷としてセンサアンプ２４に入力されるようになっている。
【０００９】
センサアンプ２４では電荷を電圧に変換しＤＳＯ２５に入力し、ＤＳＯ２５は電圧波形として表示部６（図４参照）に表示する。
エンジンの性能をよくするためには圧縮比を上げたり、回転数をあげて点火時期を早めることで混合気を速く燃焼させる必要がある。しかし燃焼を速めようとすると、ノッキングが発生し正常動作をしなくなる。
【００１０】
従ってノッキング現象を検出し、ノッキング発生寸前の状態で動作させれば混合気を最も効率的に燃焼させることができる。ノッキング現象の検出に際しては、エンジン回転パルスを外部サンプルとして入力すると共にエンジン内の圧力を測定し、燃焼サイクル内の状態を観察する。ノッキングの測定時にはＤＳＯの横軸がサンプルクロック数、縦軸が圧力となる。
【００１１】
図８はＤＳＯで観測される波形の一例を示すもので、縦軸を電圧（センサアンプ出力）、横軸をサンプリング時間またはクロック数（外部クロック入力時）としている。実際の物理量では縦軸は圧力、横軸はクランク角であり（イ）で示す下死点から次の下死点（ロ）までが−１８０°〜１８０°に相当する。
【００１２】
観測したいのは、ノッキング発生時のクランク角なので、ＤＳＯのカーソル測定で得られる時間またはクロック数から次式によりクランク角に変換する。
（カーソル測定間のクロック数／１周期のクロック数）×３６０° …▲１▼
この計算はオペレータが予め一周期に相当するクロックを測定しておき、以降測定毎に手計算により▲１▼式を適用して角度を求めている。
【００１３】
しかしながら、実際の測定中に式▲１▼を用いて計算を行うというのは、煩わしくまた、計算ミスにより測定結果に誤りが生じる恐れがあるという問題があった。
本発明の目的は▲１▼式の計算をＤＳＯ内部で自動的に行うことにより、カーソル測定の結果が直接測定対象の次元となるようにして、測定の容易化を図った観測装置を提供することにある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このような目的を達成するために本発明では、
測定対象からの出力をクロック信号により取込んでその出力波形を表示画面に表示し、一対の測定カーソルを用いて前記表示された出力波形の所定の範囲の時間差および前記一対の測定カーソルで指定されたそれぞれの部分の電圧や電圧差を表示するようにした波形観測装置において、
前記一対の測定カーソルに加えて前記出力波形の所定の範囲を表示する一対の基準カーソルを設けると共に、この一対の基準カーソルの範囲の時間データを基準として前記測定カーソル間の範囲の時間データを測定対象の物理量に変換した数値を前記表示画面に表示するように構成したことを特徴とするもので、前記クロック信号を外部クロックとし、基準カーソルの所定の範囲を出力波形の一周期としたことを特徴としている。
また、測定対象の物理量は、角度を単位とすることを特徴としている。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下図面を用いて本発明を詳しく説明する。
図１は上記従来例で説明したＤＳＯのうち図４に示す測定カーソル制御回路７に基準カーソル制御回路１２を付加した本発明の実施の形態の１例を示すものである。
図において、カーソル制御回路７はロータリエンコーダ８からの出力をパルス列変換回路９で時間データに変換後、選択回路１０で決定された測定カーソル制御回路７ａまたは基準カーソル制御回路１２に送る。基準カーソル制御回路１２が選択された場合は、時間データと基準値発生回路１１から入力された数値を作業用メモリに数値として保持する。
【００１６】
その場合、図８に示すような、クランクの回転角に応じた出力波形を測定するのであれば、クランクの１回転を３６０°としてその角度を１サイクルとして基準カーソルの幅を定める。即ち、図２に示すように測定波形のどこからどこまでが何度に相当するかを基準カーソルと数値入力ノブを使用してＤＳＯに指示することで行う。
【００１７】
次に、測定カーソル制御回路７が選択された場合は、時間データを元にメモリ４からデータを読み込み電圧データに変換する。そして、測定カーソル制御回路７ａは時間データおよび基準カーソル制御回路１２が保持する基準時間データと基準数値に従って前述の▲１▼式の演算を行って角度データに変換後、 最終的に電圧データ、角度データを表示データに変換して表示する。
【００１８】
図３は一対の基準カーソルＲ１、Ｒ２が波形の１サイクルに対応する位置に固定され、Ｒ１を０°、Ｒ２を３６０゜としたとき測定カーソルＭ１が７２６．１０°の位置にあり、測定カーソルＭ２が１２０６．１０°の位置にあることを示し、測定カーソルＭ１とＭ２の間が４８０．００°であることを示している。
図８に示すような、クランクの回転角に応じた出力波形を測定するのであれば、クランクの１回転を３６０°としてその角度を１サイクルとして基準カーソルＲ１、Ｒ２の幅を定め、測定カーソルの一つを波形の１サイクルの０°に対応する位置に置き、他の一つを任意の位置（例えばノッキングが発生した位置）に合わせれば、クランクの回転が何度のときにノッキングが発生するかを手計算をすること無しに知ることができる。
【００１９】
本発明の以上の説明は、説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。特許請求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、その範囲内の変更、変形を包含するものとする。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、一対の測定カーソルに加えて前記出力波形の所定の範囲を表示する基準カーソルを設けると共に、この基準カーソルの範囲を基準として前記測定カーソル間の範囲を前記表示画面に表示するように構成した。その結果、測定の容易化を図った観測装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカーソル制御回路の構成を記すブロック図である。
【図２】波形の１サイクルと角度の関係を示す図である。
【図３】本発明に係る基準カーソルと測定カーソルの関係を示す図である。
【図４】従来の波形観測装置の構成を示すブロック図である。
【図５】従来のカーソル制御回路の構成を記すブロック図である。
【図６】従来の波形観測装置の波形と測定カーソルの関係を示す図である
【図７】エンジンのシリンダ内の圧力を測定している状態を示す概略構成図である。
【図８】波形観測装置で観測される波形の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ Ａ／Ｄ変換器
２ トリガ発生器
３ データ取込制御回路
４ メモリ
５ 表示制御回路
６ 表示部
７ カーソル制御回路
８ ロータリーエンコーダー
９ パルス列変換回路
１０ 選択回路
１１ 基準値発生回路
１２ 基準カーソル制御回路
２０ エンジン
２１ センサ（圧伝素子）
２２ シリンダ
２３ 点火プラグ
２４ センサアンプ
２５ 波形観測装置（ＤＳＯ）
Claims (4)
- 測定対象からの出力をクロック信号により取込んでその出力波形を表示画面に表示し、一対の測定カーソルを用いて前記表示された出力波形の所定の範囲の時間差および前記一対の測定カーソルで指定されたそれぞれの部分の電圧や電圧差を表示するようにした波形観測装置において、
前記一対の測定カーソルに加えて前記出力波形の所定の範囲を表示する一対の基準カーソルを設けると共に、この一対の基準カーソルの範囲の時間データを基準として前記測定カーソル間の範囲の時間データを測定対象の物理量に変換した数値を前記表示画面に表示するように構成したことを特徴とする波形観測装置。 - 前記クロック信号は外部クロックであることを特徴とする請求項１記載の波形観測装置。
- 前記基準カーソルの所定の範囲は出力波形の一周期であることを特徴とする請求項１記載の波形観測装置。
- 測定対象の物理量は、角度を単位とすることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の波形観測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02725498A JP3543210B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 波形観測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02725498A JP3543210B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 波形観測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11230993A JPH11230993A (ja) | 1999-08-27 |
| JP3543210B2 true JP3543210B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=12215951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02725498A Expired - Fee Related JP3543210B2 (ja) | 1998-02-09 | 1998-02-09 | 波形観測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3543210B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103176013B (zh) * | 2011-12-22 | 2017-12-22 | 北京普源精电科技有限公司 | 一种可自定义测量范围的示波器及其实现方法 |
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1998
- 1998-02-09 JP JP02725498A patent/JP3543210B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11230993A (ja) | 1999-08-27 |
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